JP4779852B2 - Portable navigation device and navigation program - Google Patents
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Description
本発明は、現在の位置情報と進行方向の情報を取得し、ナビゲーションを行う携帯型ナビゲーション装置及びナビゲーションプログラムに関する。 The present invention relates to a portable navigation device and a navigation program for acquiring current position information and traveling direction information and performing navigation.
従来知られている自動車に備え付けのナビゲーション装置においては、GPS(Global Positioning System)信号やジャイロセンサ、スピードメータ等の情報を用いて自車の位置を検出し、ナビゲーションを行う。近年、携帯型のPDA(Personal Digital Assistants)機器にGPSチップを搭載し、ナビゲーションを行う携帯型ナビゲーション装置も開発されている。 In a conventionally known navigation device installed in an automobile, navigation is performed by detecting the position of the vehicle using information such as a GPS (Global Positioning System) signal, a gyro sensor, and a speedometer. In recent years, portable navigation devices that perform navigation by mounting a GPS chip on a portable PDA (Personal Digital Assistants) device have also been developed.
図4が従来の携帯型ナビゲーション装置のおける処理を模式的に示した図であり、GPSチップ41からは、UART(Universal Asynchronous Receiver Transmitter)通信部42を介してNMEA(National Marine Electronics Association)規格に基づくメッセージフォーマットのデータ(以下では、NMEAメッセージと呼ぶ。)が出力される。
FIG. 4 is a diagram schematically showing the processing in the conventional portable navigation device. The
このNMEAメッセージは、仮想COMドライバ43によってCPUのCOMポートから取り込まれ、その上位アプリケーションである地図ナビゲーションアプリケーション44に出力される。地図ナビゲーションアプリケーション44は、NMEAメッセージから現在の位置情報や方位情報を参照し、ナビゲーションを行う。
This NMEA message is taken in from the COM port of the CPU by the
また、特許文献1には、車両と接続し、車両からジャイロセンサや車速パルスの信号を受信するポータブルナビゲーション装置が開示されている。
しかし、従来の携帯型ナビゲーション装置においては、装置の電源をONにしたときや低速移動中、トンネル内や高層ビル街、地下等でGPS信号を正常に受信できず、進行方向や現在向いている方位が判断できなくなる場合があった。 However, in the conventional portable navigation device, when the device is turned on or during low speed movement, GPS signals cannot be received normally in tunnels, high-rise buildings, underground, etc. In some cases, the direction could not be determined.
また、特許文献1に記載のポータブルナビゲーション装置ではジャイロセンサの信号等から車両の進行方向を判断することが可能であるが、そのためにはポータブルでありながら車両と接続する必要があった。
本発明は上記事情を考慮してなされたもので、その目的は、GPS信号から正しく方位情報を受信できない場合においても、自動的に精度の良い方位情報を取得しナビゲーションを行うことが可能な携帯型ナビゲーション装置を提供することにある。
Further, in the portable navigation device described in Patent Document 1, it is possible to determine the traveling direction of the vehicle from the signal of the gyro sensor or the like. For this purpose, it is necessary to connect to the vehicle while being portable.
The present invention has been made in view of the above circumstances, and its purpose is to carry a mobile phone capable of automatically acquiring highly accurate azimuth information and performing navigation even when azimuth information cannot be correctly received from a GPS signal. It is to provide a type navigation device.
本発明は上記の課題を解決するためになされたもので、請求項1に記載の発明は、GPS信号を受信し、現在地の位置情報と進行方向を示す第一の方位情報と装置の移動速度を示す速度情報とを出力する位置検出手段と、地磁気を検出し、第二の方位情報を出力する地磁気センサと、前記第一の方位情報の正確性を所定の判定基準に基づいて判定する判定手段と、前記判定手段で正確であると判定した場合には第一の方位情報を選択し、正確でないと判定した場合には第二の方位情報を選択する選択手段と、前記位置検出手段で検出した位置情報と前記選択手段で選択した方位情報によりナビゲーションを行うナビゲーション手段とを具備し、前記判定手段は、前記位置検出手段でGPS信号を正常に受信でき、かつ前記装置の移動速度が所定値以上である場合に前記第一の方位情報が正確であると判定し、前記位置検出手段がGPS信号を正常に受信できなかった場合または前記装置の移動速度が所定値未満である場合に前記第一の方位情報が正確でないと判定することを特徴とする携帯型ナビゲーション装置である。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problems. The invention according to claim 1 receives a GPS signal, and receives first GPS information indicating the current position and traveling direction, and the moving speed of the apparatus. A position detecting means for outputting velocity information indicating a position, a geomagnetic sensor for detecting geomagnetism and outputting second azimuth information, and a determination for determining the accuracy of the first azimuth information based on a predetermined criterion A first azimuth information when it is determined to be accurate by the determination means, and a selection means for selecting the second azimuth information when it is determined not accurate, and the position detection means ; and a navigation means for navigating the azimuth information selected by the selecting means and the detected position information, said determination means normally be able to receive GPS signals at said position detecting means and the moving speed of the apparatus Tokoro When the value is equal to or greater than the value, it is determined that the first azimuth information is accurate, and the position detection unit cannot correctly receive the GPS signal or the moving speed of the device is less than a predetermined value. It is a portable navigation device characterized in that it is determined that the first orientation information is not accurate .
また、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、所定時間後の装置の位置を予想し、該位置において前記第一の方位情報が得られるか否かを判定する第一の予想手段をさらに備え、前記第一の予想手段が前記第一の方位情報が得られないと判定したときに、前記選択手段は前記第二の方位情報を選択することを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the position of the device after a predetermined time is predicted, and it is determined whether or not the first azimuth information can be obtained at the position. The information processing apparatus further includes one prediction unit, and the selection unit selects the second direction information when the first prediction unit determines that the first direction information cannot be obtained .
また、請求項3に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、所定時間後の装置の位置を予想し、該位置において地磁気の検出に影響があるか否かを判定する第二の予想手段をさらに備え、前記第二の予想手段が地磁気の検出に影響があると判定したときに、前記選択手段は前記第一の方位情報を選択することを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, there is provided the second aspect of the present invention , wherein the position of the device after a predetermined time is predicted and whether or not there is an influence on the detection of geomagnetism at the position. The information processing apparatus further includes a prediction unit, and the selection unit selects the first azimuth information when it is determined that the second prediction unit has an influence on detection of geomagnetism .
また、請求項4に記載の発明は、コンピュータに、GPS信号を受信し、現在地の位置情報と進行方向を示す第一の方位情報と移動速度を示す速度情報とを入力する位置検出手順と、地磁気に基づいて求められた第二の方位情報を入力する手順と、前記第一の方位情報の正確性を所定の判定基準に基づいて判定する判定手順と、前記判定手順で正確であると判定した場合には第一の方位情報を選択し、正確でないと判定した場合には第二の方位情報を選択する選択手順と、前記位置情報と前記選択手順で選択した方位情報によりナビゲーションを行うナビゲーション手順とを実行させ、前記位置検出手順においてGPS信号を正常に受信でき、かつ前記移動速度が所定値以上である場合に、前記判定手順において前記第一の方位情報が正確であると判定させ、前記位置検出手順においてGPS信号を正常に受信できなかった場合または前記移動速度が所定値未満である場合に、前記判定手順において前記第一の方位情報が正確でないと判定させるためのナビゲーションプログラムである。 According to a fourth aspect of the present invention, a position detection procedure for receiving a GPS signal and inputting position information of a current location, first direction information indicating a traveling direction, and speed information indicating a moving speed to a computer , A procedure for inputting the second azimuth information obtained based on geomagnetism, a determination procedure for determining the accuracy of the first azimuth information based on a predetermined determination criterion, and a determination procedure that is accurate. If it is determined that the first direction information is selected, if it is determined that the second direction information is not accurate, a selection procedure for selecting the second direction information, and navigation that performs navigation based on the position information and the direction information selected in the selection procedure. When the GPS signal can be normally received in the position detection procedure and the moving speed is equal to or higher than a predetermined value, the first direction information is accurate in the determination procedure. In order to determine that the first azimuth information is not accurate in the determination procedure when the GPS signal is not normally received in the position detection procedure or the moving speed is less than a predetermined value. It is a navigation program.
本発明によれば、GPS信号に基づいた第一の方位情報が正確でない場合に、地磁気センサで求めた第二の方位情報を選択手段で選択し、ナビゲーションに用いる構成であるため、GPS信号が正常に受信できない環境や、装置が低速で移動している場合においてもナビゲーション手段は精度の高い方位情報を用いてナビゲーションを行うことができる。 According to the present invention, when the first azimuth information based on the GPS signal is not accurate, the second azimuth information obtained by the geomagnetic sensor is selected by the selection means and used for navigation. Even in an environment where reception is not possible normally or when the device is moving at a low speed, the navigation means can perform navigation using highly accurate azimuth information.
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係る携帯型ナビゲーション装置の構成を示す構成図である。図1において、携帯型ナビゲーション装置1のアンテナ11は、GPS衛星(図示せず)からの電波信号を受信するためのアンテナである。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a configuration diagram showing a configuration of a portable navigation device according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, an
GPS受信部12(位置検出手段)は、GPS衛星から受信した電波信号を復調しNMEAメッセージを生成するGPSチップと、UARTによりCPU13と通信を行うUART通信部とから構成される。NMEAメッセージには、携帯型ナビゲーション装置1の緯度・経度(3次元モードの場合はさらに高度等)で表される現在の位置情報や方位情報のほか、速度情報等が含まれる。
The GPS receiving unit 12 (position detecting means) includes a GPS chip that demodulates a radio signal received from a GPS satellite and generates an NMEA message, and a UART communication unit that communicates with the
CPU13は、携帯型ナビゲーション装置1内の各部を制御するCPU(Central Processing Unit)である。地磁気センサ部14は、検出した地磁気から方位を算出し出力する地磁気センサと、I2CによりCPU13と通信を行うI2C通信部とから構成される。なお、地磁気センサ部14は2軸の地磁気を検出するものであってもよいし、3軸の地磁気を検出するものであってもよい。
The
RAM15は、CPU13が動作中にデータ記憶等に使用するためのワーク領域等を提供するRAM(Random Access Memory)である。ROM16は、CPU13で実行するためのプログラムや各種データを記憶するROM(Read Only Memory)である。
The
表示部17は、CPU13から入力する表示用の信号に基づいて画像や文字等を表示するディスプレイである。操作部18は、ユーザによる操作を入力し、その入力内容をCPU13へ出力するものである。バスライン19は、携帯型ナビゲーション装置1内の各部を相互に接続するものである。
The
次に、上述した実施形態の動作を、図2及び図3を参照して説明する。
図2は、図1の携帯型ナビゲーション装置1における処理を示す図である。図2において、符号21及び22はGPS受信部12の構成であり、符号23及び24は地磁気センサ部14の構成である。また、符号25〜28はCPU13上で動作するソフトウエアである。
Next, the operation of the above-described embodiment will be described with reference to FIGS.
FIG. 2 is a diagram showing processing in the portable navigation device 1 of FIG. In FIG. 2,
GPSチップ21から出力されたNMEAメッセージは、UART通信部22を介してCPU13のCOMポートへと出力される。仮想COMドライバ25は、COMポートに入力されたNMEAメッセージを取り込み、仮想COMソフトウエア27へ出力する。
The NMEA message output from the
一方、地磁気センサ23から出力された方位情報はI2C通信部24を介してCPU13のI2Cポートへと出力される。I2Cドライバ26は、I2Cポートに入力された方位情報を取り込み、仮想COMソフトウエア27へ出力する。
On the other hand, the azimuth information output from the
仮想COMソフトウエア27は、GPSチップ21からのNMEAメッセージを一旦読み込んで解析し、NMEAメッセージ内の方位情報(第一の方位情報)が信頼できるか否かを判定する(判定手段)。信頼できると判定した場合には、仮想COMソフトウエア27はNMEAメッセージをそのまま地図ナビゲーションアプリケーション28に出力する。
The
一方、信頼できないと判定した場合には、仮想COMソフトウエア27はNMEAメッセージ内の方位情報を地磁気センサ23からの方位情報(第二の方位情報)に置き換え、置き換え後のNMEAメッセージを地図ナビゲーションアプリケーション28に出力する。
On the other hand, if it is determined that the information is not reliable, the
地図ナビゲーションアプリケーション28は、仮想COMソフトウエア27から入力したNMEAメッセージ内の情報に基づいてナビゲーションの処理を行う。このため、地図ナビゲーションアプリケーション28は、NMEAメッセージ内の方位情報がGPSチップ21からのものか地磁気センサ23からのものかにかかわらず、常に精度の良い方位情報を用いることができる。
The
続いて、図3を参照して仮想COMソフトウエア27における処理の詳細を説明する。図3は、仮想COMソフトウエア27で行われる処理のフローを示すフローチャートである。
Next, details of processing in the
図3において、CPU13がGPSチップ21からNMEAメッセージを入力し、該NMEAメッセージが仮想COMドライバ25を介して仮想COMソフトウエア27に取得されると(ステップS301)、仮想COMソフトウエア27はNMEAメッセージの解析を行う(ステップS302)。
In FIG. 3, when the
NMEAメッセージの解析においては、まずGPS衛星からの信号が正しく受信された(Valid)か否かを判定する(ステップS303)。正しく受信されていないと判定された場合(ステップS303:No)はステップS308へ進み、正しく受信されたと判定された場合(ステップS303:Yes)はステップS304へと進む。 In the analysis of the NMEA message, it is first determined whether or not the signal from the GPS satellite has been correctly received (Valid) (step S303). If it is determined that it has not been correctly received (step S303: No), the process proceeds to step S308, and if it is determined that it has been correctly received (step S303: Yes), the process proceeds to step S304.
ステップS304では、仮想COMソフトウエア27はNMEAメッセージに含まれる速度情報から移動中であるか否かを判定する。移動中でないと判定された場合(ステップS304:No)はステップS308へ進み、移動中であると判定された場合(ステップS304:Yes)はステップS305へと進む。
In step S304, the
ステップS305では、仮想COMソフトウエア27はNMEAメッセージに含まれる速度情報から移動速度が所定の速度以下(低速移動中)でないか否かを判定する。低速移動中であると判定された場合(ステップS305:No)はステップS308へ進み、低速移動中ではないと判定された場合(ステップS305:Yes)はステップS306へと進む。
In step S305, the
ステップS306では、仮想COMソフトウエア27はNMEAメッセージに含まれる精度情報からGPS信号の精度が十分であるか否かを判定する。GPS信号の精度が十分でないと判定された場合(ステップS306:No)はステップS308へ進み、GPS信号の精度が十分であると判定された場合(ステップS306:Yes)はステップS307へと進む。
In step S306, the
ステップS303〜ステップS306の全てにおいてYesと判定された場合は、仮想COMソフトウエア27はGPSチップ21から入力したNMEAメッセージの方位情報は正確であると判断し、そのまま使用する(ステップS307)。
When it is determined Yes in all of Steps S303 to S306, the
一方、ステップS303〜ステップS306の何れかにおいてNoと判定された場合は、仮想COMソフトウエア27はGPSチップ21から入力したNMEAメッセージの方位情報は正確でないと判断し、地磁気センサ23から入力した方位情報に置き換える(ステップS308)。
On the other hand, if it is determined No in any of Steps S303 to S306, the
ステップS307又はステップS308の処理が終了した後に、仮想COMソフトウエア27はNMEAメッセージを地図ナビゲーションアプリケーション28(上位アプリケーション)へと出力する。
After the process of step S307 or step S308 is completed, the
このように、本実施形態ではGPSチップ21からのNMEAメッセージを仮想COMソフトウエア27で一旦読み込んで解析し、NMEAメッセージ内の方位情報が正しいと判定した場合はそのまま使用し、方位情報が正しくないと想定される状況においてはNMEAメッセージ内の方位情報を地磁気センサ23で検出した方位情報に書き換える。
As described above, in this embodiment, the NMEA message from the
したがって、仮想COMソフトウエア27は常に正確な方位情報を地図ナビゲーションアプリケーション28へ与えることができる。このため、地図ナビゲーションアプリケーション28は、常にユーザの進行方向に合わせて、例えば進行方向が常に上向きになるように地図を回転させて表示部17に表示することができ、精度の高いナビゲーションが可能となる。
Therefore, the
本実施形態は、仮想COMソフトウエア27がNMEAメッセージを解析してGPSチップ21の方位情報の正確性を判断するものであるが、地図ナビゲーションアプリケーション28がGPSチップによる方位情報と地磁気センサによる方位情報のどちらを選択すべきかを現在位置と進行方向から判断し、仮想COMソフトウエア27で選択する方位情報を切り替えてもよい。
In this embodiment, the
具体的には、GPS信号が入りづらい場所に向かうと予想される場合には地図ナビゲーションアプリケーション28は地磁気センサの方位情報を選択するよう仮想COMソフトウエア27に指示し、鉄橋など磁場の強い場所(地磁気の検出に影響を与える場所)に向かうと予想される場合には地図ナビゲーションアプリケーション28はGPSチップによる方位情報を選択するよう仮想COMソフトウエア27に指示することが挙げられる。
Specifically, when the
GPS信号のみを用いて方位情報を取得する構成では、GPS信号が正常に受信できない等の状況において正確に方位情報を得ることができず、また、地磁気センサのみを用いて方位情報を取得する構成では、磁場の強いところでは地磁気が正確に検出できないために方位情報も不正確となるが、GPS信号に基づいた方位情報と地磁気センサに基づいた方位情報の両方を取得する構成とし、その二つの方位情報から精度の高い方を臨機応変に選択することで、常に適切な方位情報を取得することが可能となる。 In the configuration in which the azimuth information is acquired using only the GPS signal, the azimuth information cannot be obtained accurately in a situation where the GPS signal cannot be normally received, and the azimuth information is acquired using only the geomagnetic sensor. Then, in the strong magnetic field, since the geomagnetism cannot be accurately detected, the azimuth information is also inaccurate, but it is configured to acquire both the azimuth information based on the GPS signal and the azimuth information based on the geomagnetic sensor. It is possible to always obtain appropriate azimuth information by selecting the higher accuracy from the azimuth information flexibly.
以上、本発明の実施形態を詳述してきたが、具体的な構成は本実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。 As mentioned above, although embodiment of this invention was explained in full detail, the concrete structure is not restricted to this embodiment, The design change etc. of the range which does not deviate from the summary of this invention are included.
本発明は、現在の位置情報と進行方向の情報を取得し、ナビゲーションを行う携帯型ナビゲーション装置に用いて好適である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is suitable for use in a portable navigation device that acquires current position information and travel direction information and performs navigation.
1…携帯型ナビゲーション装置、11…アンテナ、12…GPS受信部、13…CPU、14…地磁気センサ部、15…RAM、16…ROM、17…表示部、18…操作部、19…バスライン、21…GPSチップ、22…UART通信部、23…地磁気センサ、24…I2C通信部、25…仮想COMドライバ、26…I2Cドライバ、27…仮想COMソフトウエア、28…地図ナビゲーションアプリケーション。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Portable navigation apparatus, 11 ... Antenna, 12 ... GPS receiving part, 13 ... CPU, 14 ... Geomagnetic sensor part, 15 ... RAM, 16 ... ROM, 17 ... Display part, 18 ... Operation part, 19 ... Bus line, DESCRIPTION OF
Claims (4)
地磁気を検出し、第二の方位情報を出力する地磁気センサと、
前記第一の方位情報の正確性を所定の判定基準に基づいて判定する判定手段と、
前記判定手段で正確であると判定した場合には第一の方位情報を選択し、正確でないと判定した場合には第二の方位情報を選択する選択手段と、
前記位置検出手段で検出した位置情報と前記選択手段で選択した方位情報によりナビゲーションを行うナビゲーション手段と
を具備し、
前記判定手段は、前記位置検出手段でGPS信号を正常に受信でき、かつ前記装置の移動速度が所定値以上である場合に前記第一の方位情報が正確であると判定し、前記位置検出手段がGPS信号を正常に受信できなかった場合または前記装置の移動速度が所定値未満である場合に前記第一の方位情報が正確でないと判定する
ことを特徴とする携帯型ナビゲーション装置。 Position detecting means for receiving a GPS signal and outputting position information of the current position, first direction information indicating a traveling direction, and speed information indicating a moving speed of the device ;
A geomagnetic sensor that detects geomagnetism and outputs second orientation information;
Determination means for determining the accuracy of the first orientation information based on a predetermined determination criterion;
When it is determined that the determination unit is accurate, the first direction information is selected, and when it is determined that the determination unit is not accurate, the selection unit selects the second direction information;
Navigation means for performing navigation based on the position information detected by the position detection means and the orientation information selected by the selection means ,
The determination means determines that the first azimuth information is accurate when the position detection means can normally receive a GPS signal and the moving speed of the device is a predetermined value or more, and the position detection means The portable navigation device is characterized in that the first azimuth information is determined to be inaccurate when the GPS signal cannot be normally received or when the moving speed of the device is less than a predetermined value .
前記第一の予想手段が前記第一の方位情報が得られないと判定したときに、前記選択手段は前記第二の方位情報を選択する When the first prediction means determines that the first azimuth information cannot be obtained, the selection means selects the second azimuth information.
ことを特徴とする請求項1に記載の携帯型ナビゲーション装置。 The portable navigation device according to claim 1.
前記第二の予想手段が地磁気の検出に影響があると判定したときに、前記選択手段は前記第一の方位情報を選択する The selection means selects the first azimuth information when the second prediction means determines that the detection of geomagnetism is affected.
ことを特徴とする請求項1に記載の携帯型ナビゲーション装置。 The portable navigation device according to claim 1.
GPS信号を受信し、現在地の位置情報と進行方向を示す第一の方位情報と移動速度を示す速度情報とを入力する位置検出手順と、
地磁気に基づいて求められた第二の方位情報を入力する手順と、
前記第一の方位情報の正確性を所定の判定基準に基づいて判定する判定手順と、
前記判定手順で正確であると判定した場合には第一の方位情報を選択し、正確でないと判定した場合には第二の方位情報を選択する選択手順と、
前記位置情報と前記選択手順で選択した方位情報によりナビゲーションを行うナビゲーション手順と
を実行させ、
前記位置検出手順においてGPS信号を正常に受信でき、かつ前記移動速度が所定値以上である場合に、前記判定手順において前記第一の方位情報が正確であると判定させ、前記位置検出手順においてGPS信号を正常に受信できなかった場合または前記移動速度が所定値未満である場合に、前記判定手順において前記第一の方位情報が正確でないと判定させる
ためのナビゲーションプログラム。 On the computer,
A position detection procedure for receiving a GPS signal and inputting position information of the current position, first direction information indicating a traveling direction, and speed information indicating a moving speed ;
A procedure for inputting second orientation information obtained based on geomagnetism,
A determination procedure for determining the accuracy of the first orientation information based on a predetermined determination criterion;
When it is determined that the determination procedure is accurate, the first azimuth information is selected, and when it is determined that the determination procedure is not accurate, the second azimuth information is selected.
A navigation procedure for performing navigation based on the position information and the orientation information selected in the selection procedure,
When the GPS signal can be normally received in the position detection procedure and the moving speed is equal to or greater than a predetermined value, the first direction information is determined to be accurate in the determination procedure, and the GPS is detected in the position detection procedure. A navigation program for causing the determination procedure to determine that the first azimuth information is not accurate when a signal cannot be normally received or when the moving speed is less than a predetermined value .
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